Departamento de Ciencias Bsicas 1/1

LABORATORIO DE QUMICA GENERAL- 502501

GUIA No 7.2- Relacion Estequiometrica De La Formacin De Carbonato De Calcio Y De La Neutralizacin De Acido Ctrico

I. EL PROBLEMA:

Por medio de la medicin de la cantidad de producto formado en una reaccin, determinar la relacin estequiomtrica de ella.

Las reacciones a estudiar son:

a) cido ctrico + hidrxido de sodio citrato de sodio + agua

b) Carbonato de sodio + cloruro de calcio carbonato de calcio + cloruro de sodio

II. FUNDAMENTO TEORICO:

Cuando los elementos o compuestos experimentan un cambio qumico, este puede ser representado por medio de la ecuacin qumica. La ecuacin qumica debe contener toda la informacin obtenida experimental, cumplir la ley de la conservacin de la materia, con la ley de la conservacin de las cargas elctricas (balance) y con la ley de la conservacin de la energa.

Los cambios qumicos siempre van acompaados de cambios de energa, al cual se evidencia por medio de un cambio de temperatura. En una reaccin el cambio de energa depende de la cantidad de sustancia, de la fase en que se encuentra y de las condiciones en las cuales se lleva a cabo; por esta razn es necesario indicar la fase (lquido (l), slido (s), gaseoso (g) o acuoso (ac)) y la cantidad de calor absorbido o liberado.

Como ejemplo tenemos:

CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (g) H = -802 kJ

La entalpia (H) es una propiedad extensiva, esto es que su magnitud es directamente proporcional a la cantidad de reactivo consumido en el proceso, e indica la transferencia de calor (absorbido o liberado) a presin constante; slo depende del estado inicial y final del sistema.

Departamento de Ciencias Bsicas 2/2

III. BSQUEDA DE INFORMACIN:

- Escriba las formulas moleculares de cada uno de las sustancias implicadas en las reacciones mencionadas en el planteamiento del problema y realice el balance de cada una.

- Investigue sobre reacciones endotrmicas y exotrmicas. - Realice la ficha tcnica de las siguientes sustancias: cido ctrico, carbonato de sodio,

cloruro de calcio, azul de timol.

IV. MATERIALES Y REACTIVOS: (por grupo)

Revise que su grupo disponga del siguiente material de laboratorio:

- Termmetro graduado de 0,2C - Dos calormetros de icopor (dos vasos de icopor de 10 oz con tapa) - Dos probeta de 100ml - Dos vaso de precipitados de 250ml - Dos pipetas graduadas de 10ml - Pipeteador - Cinco tubos de ensayo de igual dimetro interno - Gradilla

Material de uso comn a todos los grupos de laboratorio: volumen de reactivos calculado para 10 grupos de trabajo.

- Acido ctrico 1,0M (9 L) - Hidrxido de sodio 1,0M (12 L) - Azul de timol 0,1% (dos goteros) - Solucin de carbonato de sodio 1,0M (300ml) - Solucin de cloruro de calcio 1,0M (300ml) - Ocho vasos de precipitados de 250ml

V. PROCEDIMIENTO:

1. RELACION ESTEQUIOMETRICA EN UNA REACCION DE PRECIPITACIN:

En los tubos de ensayo limpios y marcados (todos deben ser del mismo dimetro interno), adicione las cantidades de carbonato de sodio, cloruro de calcio y agua destilada establecidas en la tabla No1. mezcle cuidadosamente el contenido de los tubos y djelos en reposo en la gradilla por una hora. Luego con una regla mida las alturas en milmetros, del precipitado que se form en cada tubo y antelos en la tabla de datos correspondiente.

Tubo ml Na2CO3 (1,0 M) ml H2O ml CaCl2 (1,0 M) 1 4,0 5 1,0 2 3,5 5 1,5 3 2,5 5 2,5 4 1,5 5 3,5 5 1,0 5 4,0

TABLA No 1. Volmenes de mezcla entre carbonato de sodio y cloruro de calcio.

Departamento de Ciencias Bsicas 3/3

2. RELACION ESTEQUIOMETRICA EN UNA REACCIN DE NEUTRALIZACIN:

En el calormetro de icopor adicione primero la solucin de hidrxido de sodio, segn las indicaciones de la tabla No2, adicione dos a tres gotas del indicador azul de timol, tape el calormetro y mida la temperatura de la solucin; a continuacin adicione la solucin de cido ctrico, tape rpidamente y agite suavemente, mida continuamente la temperatura hasta que llegue a su mximo. Realice cada experiencia por duplicado (dos calormetros) y anote todos los resultados en la tabla de datos.

ml NaOH ml Ac. Ctrico 40 120 60 100 80 80 120 40 140 20 150 10

TABLA No. 2. Volmenes de mezcla entre hidrxido de sodio y cido ctrico.

VI. TABLA DE DATOS:

1. Formacin de carbonato de calcio:

Tubo ml Na2CO3 ml CaCl2 H (mm) Moles Na2CO3 / moles CaCl2 1 4,0 1,0 2 3,5 1,5 3 2,5 2,5 4 1,5 3,5 5 1,0 4,0

2. Neutralizacin de cido ctrico:

ml NaOH

ml Ac. Ctrico

T1 (C)

T2 (C)

T1 prom (C)

T2 prom (C)

T (C)

moles NaOH /

moles c. Cit

Color final de la

solucin

40 120 60 100 80 80 120 40 140 20 150 10

(1. temperatura solucin NaOH - 2. temperatura final de la mezcla de reaccin.)

Departamento de Ciencias Bsicas 4/4

VII. PARA EL ANLISIS DE LA PRACTICA:

- Cul es precipitado que se obtiene en la reaccin entre carbonato de sodio y cloruro de calcio?

- Si va a medir una propiedad o caracterstica de la reaccin, (cuyo valor es directamente proporcional a la cantidad de producto formado), cuando vara la cantidad de los reactivos o compuestos de partida, qu esperara cuando compara los valores obtenidos cuando los reactivos estn mezclados en una proporcin estequiometrica con una no estequiomtrica?

- La altura del precipitado formado es la propiedad del sistema que vara en la reaccin entre carbonato de sodio y cloruro de calcio, y es proporcional a la cantidad de producto formado. Realice dos grficas en el mismo campo de coordenadas cartesianas en la cual en el eje Y este la altura del precipitado de carbonato de calcio en milmetros (mm) y en el eje X este el volumen de cada uno de los reactivos utilizados. A partir de lo que observe en ambas grficas y el clculo de la relacin de los moles de cada uno de los reactivos (moles de Na2CO3 / moles de CaCl2 ), determine la proporcin estequiomtrica en que se combinan los reactivos.

- El cambio de temperatura es la propiedad del sistema que vara en la reaccin entre hidrxido de sodio y cido ctrico, y es proporcional a la cantidad de producto formado. Con los datos obtenidos, realice una grfica en la cual en el eje Y este el cambio de temperatura (T (C)) de cada experimento y en el eje X estn las mili-moles (mmoles) de hidrxido de sodio utilizadas. En otra grfica coloque en el eje Y el cambio de temperatura de cada experimento y en el eje X las milimoles de cido ctrico utilizadas.Qu observa?, cual es la relacin estequiomtrica de la reaccin entre el hidrxido de sodio y el cido ctrico?

VIII. BIBLIOGRAFA.

Brown, T.T; LeMay, H.E y Bursten, B.E.1999. Qumica la ciencia central. Sptima edicin, PEARSON PRENTICE.may. Mxico.

Chang, R.2002. Qumica. Mc Graw Hill, sptima edicin. Colombia.

Hayes, S.E. 1995.The stoichiometry of the neutralization of citric acid. Journal of Chemical Education, 72,11, november. pp 1029 1031